Lugar de realización: Facultad de Ciencias Veterinarias – UNCPBA- Tandil - Argentina

Introducción.

Este trabajo forma parte de un proyecto de investigación que fue evaluado y aprobado en agosto de 2002, por la Secretaría de Ciencia y Técnica de la UNCPBA .Fue presentado en octubre 2002 en la XI REQ (Reunión de Educadores en la Química de la República Argentina), realizada en San Rafael (Mendoza- Argentina).

El objetivo general del proyecto, es responder a la pregunta: ¿Se puede enseñar a "ver" la estrategia de resolución de un problema?

Esperamos poder dar respuesta a esta pregunta, puesto que al analizar las dificultades que presentan los alumnos para resolver situaciones problemáticas relacionadas con la Química, se pueden obtener datos en cuanto a los obstáculos epistemológicos presentes en tres fuentes: naturaleza del problema, características del estudiante que resuelve el problema, y características del entorno de aprendizaje. Se podrán además, determinar las habilidades procedimentales fundamentales y básicas para resolver problemas de Química, y su influencia en las estrategias de razonamiento.

Luego, se elaborarán orientaciones didácticas que integren una propuesta metodológica de enseñanza-aprendizaje, que permita mejorar el desempeño de los alumnos. Por lo tanto, lo que se pretende es transferir los resultados obtenidos a la práctica docente, de manera tal de contribuir al mejoramiento de la Enseñanza de las Ciencias.

En la etapa inicial de este proyecto, se ha realizado un diagnóstico para explorar las dificultades en la comprensión de un enunciado, tomando como muestra, alumnos de 1º, 2º y 3º Año Polimodal con orientación en Ciencias Naturales (Colegio de la Sierra, Colegio Sagrada Familia y E.E.M. N º 8), de 1er año de la Facultad de Ciencias Veterinarias (FCV) de la UNCPBA y de 3er Ciclo de la EGB (Colegio de la Sierra), todos de la ciudad de Tandil.

Antecedentes

Como existen numerosos estudios en la temática de resolución de problemas, la revisión de las investigaciones realizadas no resulta simple, dada la extensión en el tiempo y la gran cantidad de publicaciones que han enfocado el tema.

"Con las limitaciones de toda clasificación, las dificultades en la resolución de problemas pueden ser las siguientes: asociadas con el enunciado, con los conocimientos necesarios, con el proceso de resolución, con las características del sujeto que se enfrenta al problema". (J.M. Sánchez Jiménez - 1995)

La resolución de problemas puede enfocarse con diferentes marcos, siendo el más utilizado en la actualidad el de Ausubel, que se justifica por tener una posición constructivista claramente orientada hacia la enseñanza, con referencia explícita a otras variables instruccionales.

"La efectividad en la resolución no sólo depende de los conocimientos básicos, sino también de un procedimiento adecuado que incluye la redescripción del problema original, de forma tal de facilitar la búsqueda de una solución. El nexo entre la estructura cognitiva del alumno y la nueva información es más importante que el existente entre conceptos en la estructura cognitiva. Para que los conocimientos que posee el alumno le sirvan para resolver problemas exitosamente, deben haber sido aprendidos significativamente. Han de aprenderse además determinadas habilidades y estrategias, entrenar a los alumnos a relacionar conceptos e interpretar problemas, a resolver problemas familiares, no familiares y parcialmente familiares". (Lee, K. - 1996)

"Fomentar en los alumnos la capacidad de aprender a aprender. Uno de los vehículos más asequibles para llevar a los alumnos a esta habilidad, es la resolución de problemas. El objetivo final de que el alumno aprenda a resolver problemas es que adquiera el hábito de plantearse y resolver problemas como forma de aprender". (Pozo J. I. - 1994).

Planteo del problema.

En varias oportunidades, hemos visto que enunciados de problemas, aparentemente sencillos, complicaban en demasía a los alumnos para su resolución, y en consecuencia, era muy bajo el porcentaje que respondía correctamente.

Coincidimos con Sanchez Jimenez, J. M (1995) que dice: "La comprensión inicial del enunciado del problema es considerada indispensable en todas las propuestas metodológicas que ofrece la investigación educativa. Las diferentes redacciones que puede adoptar un mismo problema, constituyen un factor significativo en los resultados obtenidos. Se pueden encontrar dificultades relacionadas con la extensión total o con las diversas frases, con la complejidad gramatical, con el vocabulario utilizado, etc. Los cambios de una sola palabra, pueden dificultar la apropiación del problema por el estudiante, así como lo hacen la estructura de las frases, o el uso de formas negativas. Todo profesor puede fácilmente comprobar o refutar estas conclusiones, presentando un mismo problema de diferentes formas".

Metodología

Elegimos un problema, para formularlo de distintas maneras, y así poder explorar aquellas dificultades que impedían la comprensión del mismo.

Problema original: el siguiente problema fue utilizado en una evaluación realizada con alumnos de 1er. Año de la Facultad de Ciencias Veterinarias de la UNCPBA. En nuestro trabajo, nos interesa la resolución del inciso a).

Una damajuana que contiene 5 litros de solución 2M de glucosa (C6H12O6), tiene una masa total de 6,5 kg. Si en la damajuana solo se colocan 3 litros de esa solución, la masa total (damajuana + solución) es de 4,1 kg. Calcule:

a)La masa de la damajuana vacía, (*)

b)La densidad de la solución.

c)La concentración expresada en % m/n.

d)La concentración molal.

e)La molaridad que debe tener otra solución de glucosa, para que al mezclar 3 litros de ésta, con los 5 litros 2M, se obtenga una solución de concentración 1,5M.

Vimos que sólo un 10 % aproximadamente resolvía bien dicho inciso que, aparentemente, no debía ofrecer mayores dificultades, pues no se necesitan utilizar conceptos químicos específicos, ni estrategias de resolución complejas, sino que requería una comparación de ambos recipientes y la extracción de una inferencia: la diferencia de volúmenes genera una diferencia en la masa. Es decir, dos litros de solución poseen una masa de 2,4 kg.

No hay duda de que se trata de un problema distinto a los tradicionales, y "se trata de evitar que el alumno conteste mediante una sustitución mecánica del correspondiente algoritmo matemático previamente memorizado"(García García, J. J – 2000)

Pensamos que la cantidad de datos que aparecían en el enunciado, podía ser una de las causas de las dificultades en la resolución del inciso a). Por esta razón, formulamos la pregunta de diferentes maneras (utilizando diferentes redacciones, y representaciones gráficas) para poder investigar (en alumnos de Polimodal y en universitarios), la relación entre las distintas opciones y la aparición de dificultades que impedían la comprensión del mismo.

Resultados

El siguiente cuadro muestra los resultados globales de los alumnos en cada año de Polimodal, de la FCV, y de los alumnos de 5º a 9º año de EGB.

a) Varían los porcentajes de alumnos que lo resuelven en forma correcta y el año en que se encuentran. Ninguna de las versiones tiene significativamente un mejor rendimiento en todos los cursos.

b) Es muy llamativo el bajo % de eficiencia en 1º año Polimodal (8,57%), mejorando en 2º y 3º (27, y 35 %).

c) Es muy bajo el % de eficiencia de los alumnos de la FCV, menor que el rendimiento en 2º y 3º Polimodal.

d) Llama mucho la atención que el mayor porcentaje de resolución correcta, corresponde a los alumnos de EGB, si bien, puede estar influyendo el diferente lenguaje utilizado.

e) En cuanto a los resultados, surgen varias categorías de respuestas, de acuerdo a las dificultades encontradas:

• Afirman que el recipiente vacío no tiene masa.
• Consideran una relación directamente proporcional a la masa y el volumen dado para cada recipiente.
• Utilizan ecuaciones matemáticas, mezclando variables.
• Calculan la masa de cero litro.
• Restan masas y volúmenes pero no logran continuar la resolución.
• Manifiestan que falta como dato la densidad.

Conclusiones

Creemos que el desconcierto casi general, que ha generado este problema en todos los cursos tomados como muestra, se debe a la falta de costumbre para enfrentar la resolución de problemas creativos, como así también a un insuficiente conocimiento matemático, siendo por lo tanto, responsabilidad de los profesores de Ciencia, coordinar acciones con los profesores de Matemática para solucionar esas dificultades.

También, consideramos que debemos trabajar más, las posibles interpretaciones de los enunciados, en una suerte de “torbellino de ideas que pueden dar buenos resultados en este tipo de problemas”. (Perales Palacios F. J. –2000).

Por último, coincidimos con este autor, en que: “El profesor debería partir de esas estrategias espontáneas (normalmente identificables como la búsqueda de la ‘fórmula’ que permita lograr el resultado ‘correcto’) e irlas conduciendo progresivamente hacia otras más coherentes con los procedimientos de la Ciencia”.

Bibliografía

1. Ausubel, D; Novak, J y Hanesian, H, 1983, Psicología educativa: un punto de vista cognoscitivo. Trillas. Méjico
2. Furió Mas, C. J; Iturbe Barrenetxea, J; Reyes , J. V., 1994, Contribución de la Resolución de Problemas como Investigación al Paradigma constructivista de Aprendizaje de las Ciencias. Investigación en la Escuela, Nº 24.
3. García García, José Joaquín, 2000, La solución de situaciones problemáticas: Una estrategia didáctica para la enseñanza de la Química, Enseñanza de las Ciencias, 18 (1), 113-129.
4. Lee, K. L. et al, 1996, Cognitive Variables in Problem Solving in Chemistry: A Revisted Study. Science Education, 80 (6), 691-710.
5. Novak, J. D.; Gowin, D., 1988, Learning How to Learn. Traducción castellana, Campanario J. y Campanario E.: Aprendiendo a Aprender. Martínez Roca, Barcelona, España.
6. Perales Palacios, F. J., 2000, La resolución de problemas, Didáctica de las Ciencias Experimentales, Ed. Marfil.
7. Pozo, J. I. Et al, 1994, La Solución de Problemas, Aula XXI, Santillana.
8. Sanchez Jimenez, José M, 1995, Comprender el enunciado. Primera dificultad en la resolución de problemas. Alambique. Didáctica de las Ciencias Experimentales. Nro. 5, 37-45.

* El inciso a) del problema anterior es una adaptación de un ejercicio utilizado en la Olimpíada Matemática Argentina, el cual fue utilizado con alumnos de EGB, ya que consideramos que la habilidad procedimental necesaria para resolverlo es la misma, aunque con diferente lenguaje. El ejercicio original decía:

Un frasco con 15 caramelos pesa 50 gramos, y el mismo frasco con 9 caramelos pesa 32 gramos.

¿Cuánto pesa el frasco vacío, sin los caramelos?